การแข่งขันด้านการสื่อสารผ่านดาวเทียมกำลังก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ เมื่อทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนประสบความสำเร็จในการส่งข้อมูลความเร็วสูงจากดาวเทียมที่โคจรอยู่เหนือโลกไกลถึง 36,000 กิโลเมตร โดยใช้เพียงลำแสงเลเซอร์ที่มีกำลังเพียง 2 วัตต์ ซึ่งเท่ากับหลอดไฟ LED ในบ้านเรือนเท่านั้น แต่สามารถทำความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลได้ถึง 1 กิกะบิตต่อวินาที (1 Gbps) ซึ่งเป็นอัตราที่เร็วกว่าเครือข่ายดาวเทียม #Starlink ของ #SpaceX ที่ให้บริการอยู่ในปัจจุบันถึง 5 เท่า ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่อาจเปลี่ยนโฉมหน้าของอินเทอร์เน็ตจากอวกาศไปอย่างสิ้นเชิง
ความสำเร็จครั้งนี้ที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่งและสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน ได้ทำลายข้อจำกัดที่ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่เคยคิดว่าเป็นไปไม่ได้ นั่นคือการส่งสัญญาณความเร็วสูงในระยะทางมหาศาลจากวงโคจรค้างฟ้า (Geostationary Orbit) ซึ่งเป็นวงโคจรที่ดาวเทียมจะอยู่คงที่เมื่อเทียบกับพื้นผิวโลก ต่างจาก Starlink ที่ใช้วงโคจรต่ำของโลก (Low Earth Orbit หรือ LEO) ที่ระยะห่างประมาณ 550 กิโลเมตร ซึ่งต้องอาศัยดาวเทียมจำนวนมหาศาลในการครอบคลุมพื้นที่
ดาวเทียมจีนใช้พลังงานเลเซอร์เพียง 2 วัตต์ (เทียบกับระบบคลื่นวิทยุเดิมที่อาจต้องใช้พลังงานเป็นร้อยวัตต์ในระยะทางเท่ากัน) ทำให้ระบบมีน้ำหนักเบาและใช้พลังงานน้อยลงอย่างมาก การส่งข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์แทนคลื่นวิทยุ (Radio Frequency) ทำให้ได้แถบความถี่ (Bandwidth) ที่กว้างขึ้น ส่งผลให้ความเร็วสูงถึง 1 Gbps เทียบกับความเร็วเฉลี่ยของ Starlink ที่ประมาณ 100-250 Mbps
และสามารถรักษาคุณภาพของสัญญาณความเร็วสูงไว้ได้แม้จะส่งจากระยะ 36,000 กิโลเมตร ซึ่งเป็นระยะที่ท้าทายอย่างยิ่งสำหรับการสื่อสารด้วยแสง
ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดของการสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์จากอวกาศมายังพื้นโลกคือ ความปั่นป่วนของบรรยากาศ (Atmospheric Turbulence) ซึ่งจะทำให้ลำแสงเกิดการบิดเบือนและกระจัดกระจาย ทำให้สัญญาณอ่อนลงและข้อมูลผิดเพี้ยน
นักวิทยาศาสตร์จีนได้ใช้ระบบเทคโนโลยีคู่ขนานที่เรียกว่า AO-MDR Synergy ในการแก้ไขปัญหานี้ โดยเป็นการรวมสองเทคนิคหลักเข้าด้วยกัน
- Adaptive Optics (AO) เป็นเทคนิคที่ใช้ในการตรวจจับและแก้ไขการบิดเบือนของลำแสงที่เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ (Real-Time) คล้ายกับการใช้กระจกรูปทรงที่ปรับเปลี่ยนได้เพื่อชดเชยความพร่ามัวที่เกิดจากอากาศ
- Mode Diversity Reception (MDR) เป็นเทคนิคที่ช่วยในการกู้คืนสัญญาณเลเซอร์ที่กระจัดกระจาย โดยเฉพาะส่วนที่สูญเสียไปเนื่องจากความปั่นป่วนของบรรยากาศ ทำให้สามารถนำข้อมูลกลับมาใช้ได้มากขึ้น
การรวมกันของเทคนิคนี้ทำให้สามารถเพิ่มอัตราการใช้สัญญาณที่มีประสิทธิภาพจาก 72% เป็น 91.1% ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญที่ทำให้การส่งข้อมูลความเร็วสูงในระยะทางไกลเช่นนี้มีความเสถียร
ความก้าวหน้าครั้งนี้ไม่ได้หมายถึงการทำลายหรือทำร้ายดาวเทียม Starlink ตามที่มีข่าวลือ แต่เป็นการพิสูจน์ว่า การสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์คืออนาคตที่แท้จริงของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตดาวเทียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับดาวเทียมที่โคจรในวงโคจรสูง
ความสำเร็จนี้ถือเป็นหมุดหมายสำคัญที่ตอกย้ำถึงการก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีอวกาศของจีน และส่งสัญญาณว่าโลกกำลังจะเข้าสู่ยุคที่การสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูงจะกลายเป็นมาตรฐานใหม่ของดาวเทียม
ข้อมูลอ้างอิง: Daily Galaxy
- Chinese Satellite Crushes Starlink With 2-Watt Laser Fired From 36,000 KM in Space
